Category Chemia

Podobnie jak krzemionka, również i stopione krzemiany mają skłonność zastygania nie krystalizując w postaci masy szklistej, izotropowej. Szkła użytkowe stanowią zawsze mieszaninę co najmniej dwóch krzemianów. Poszczególne krzemiany mają bowiem zbyt wysokie temperatury topnienia, wskutek czego są stosunkowo trudne do obróbki. Zwykłe szkło łatwo topliwe, służące do wyrobu szyb, butelek i innych naczyń użytku domowego, stanowi mieszaninę krzemianów sodowego i wapniowego z nadmiarem krzemionki o przybliżonym składzie NaaO CaO (5—6)SiOi. Otrzymuje się je przez stopienie mieszaniny czystego piasku (lub kruszonego kwarcu), węglanu wapniowego w postaci wapienia, kredy lub marmuru oraz sody (dawniej także siarczanu sodowego i węgla) w specjalnych wannach z cegły ogniotrwałej. Wanny te umieszczone są. w piecach szklarskich, zwykle ogrzewanych gazem generatorowym. Formowanie szkła odbywa się w stanie półpłynnym za pomocą dmuchania, walcowania itp. Do wyrobu naczyń używanych w laboratorium zamiast sody używa się potażu (węglanu potasowego). Otrzymane w ten sposób szkło potasowe (czeskie) odznacza się wyższą temperaturą topnienia i większą odpornością na działanie czynników chemicznych. Również używane do celów optycznych szkło „crown” jest szkłem potasowym, w którym ponadto krzemionka została częściowo zastąpiona przez bezwodnik fosforowy oraz trójtlenek boru. Odznaczające się dużym ciężarem właściwym i wysokim współczynnikiem załamania światła szkło „flint” zawiera zamiast tlenku wapniowego tlenek ołowiawy. Służy ono do wyrobu aparatów optycznych. Również i tzw. kryształy oraz stras, używany do imitowania diamentów, są to szkła ołowiane. Mają one stosunkowo niską temperaturę topnienia, są miękkie i mało odporne na działanie odczynników chemicznych. Odporność chemiczna szkła może być znacznie zwiększona przez zastąpienie części tlenku wapniowego tlenkiem barowym lub cynkowym. Przez dodanie natomiast większych ilości tlenku borowego oraz tlenku glinowego szkło staje się twardsze i zmniejsza się jego współczynnik rozszerzalności cieplnej, a tym samym staje się ono odporniejsze na szybkie zmiany temperatury. Często używane do wyrobu różnych aparatów jenajskie szkło termometrowe 59m zawiera np. 72% SiOa, 5°/o AI2O3, 11% Na20 i 12% B2O3. Również i szkło „Pyrex”, bardzo odporne termicznie i mechanicznie, zawiera dużo krzemionki, mało tlenków alkalicznych oraz pewną ilość tlenków glinowego i borowego.

Tlenek magnezowy, MgO, ciężar cząst. 40,32, spotyka się w przyrodzie w niewielkich ilościach jako minerał peryklaz. Sztucznie otrzymać go można nie tylko przez spalanie metalu, lecz także przez prażenie azotanu, siarczanu, a przede wszystkim węglanu magnezowego (stąd aptekarska nazwa tlenku magnezowego — viagnesia usta, czyli magnezja palona). MgO jest trudno topliwą, białą masą (tt. 2800°C) i dlatego znajduje zastosowanie, obok tlenku wapniowego, do wyrobu mas ogniotrwałych i cementów o charakterze zasadowym. W wodzie rozpuszcza się nieznacznie (2- 10″:i g na 100 w 18°C) roztwór uzyskuje odczyn wyraźnie zasadowy, co dowodzi powstawania wodorotlenku Mg(OH)2. Kwasy z łatwością rozpuszczają MgO oraz Mg(OH)2, podobnie działa dodatek soli amonowych. Pod wpływem zasad natomiast rozpuszczalność maleje.

Siarczan wapniowy, ciężar cząst. 136,14, należy obok węglanu do najbardziej rozpowszechnionych związków naturalnych wapnia. Spotyka się go zarówno jako sól bezwodną (anhydryt, CaS04), jak i w: szczególnie dużych ilościach w postaci uwodnionej (gips, CaS04 2H20). Występuje też w postaci soli podwójnych z siarczanami litowców, jak glauberyt Na2S04 CaS04, syngenit K2S04 CaS04 H20, polihalit K2S04 MgSO CaS04 2H20.

Metaliczne składniki stopu mogą jednak tworzyć pomiędzy sobą i rzeczywiste związki. Wykres, przedstawiający zależność temperatury topnienia stopu od jego składu, zostaje wówczas jak gdyby podzielony na dwie części. W każdej z tych części jako jeden składnik występuje związek, jako drugi — jeden z czystych metali. Na krzywej krzepnięcia pojawiają się dwa punkty eutektyczne. Każdy eutektyk składa się z kryształów związku oraz jednego z czystych metali. Temperatura krzepnięcia stopu, składem swoim odpowiadającego dokładnie składowi związku, tworzy na krzywej maksimum. Rysunek 134 przedstawia podobny wykres dla układu Mg-Zn. Metale te nie tworzą prawie wcale kryształów mieszanych, otrzymano natomiast ich związek o składzie MgZn2. Temperatura krzepnięcia ciekłego stopu o składzie odpowiadającym temu wzorowi tworzy na krzywej krzepnięcia wybitne maksimum (595°),

W stanie czystym NaCl nie jest higroskopijny. Znane powszechnie wilgnięcie soli kuchennej powoduje obecność niewielkich ilości zanieczyszczeń, przede wszystkim soli magnezowych. W temperaturze zwykłej krystalizuje z roztworu sól bezwodna w temperaturach niższych powstaje hydrat NaCl 2H2O, rozkładający się nieco powyżej 0°C.

W nadmiarze tiosiarczanu sodowego Ag2Si>0:i łatwo rozpuszcza się tworząc sole zespolone o różnym składzie. Kilka takich związków otrzymano też w stanie stałym. W roztworze powstają przeważnie zespolone aniony [AgfSOafe]3-. Na tworzeniu takich kompleksów polega rozpuszczanie się w roztworach tiosiarczanu sodowego licznych trudno rozpuszczalnych soli srebrowych, jak halogenki, cyjanek i in.

Tworzenie się jonów amminomiedziowych jest bardzo charakterystyczne dla związków dwuwartościowej miedzi i pozwala wykryć w roztworze minimalne jej ilości, a to dzięki intensywnej barwie tych jonów.

Domieszki srebra, występujące w rudach miedzianych, dostają się do czarnej miedzi, a podczas jej rafinowania na drodze elektrolitycznej przechodzą wraz ze złotem do szlamu anodowego, skąd mogą być wyodrębnione.

Heksagonalna odmiana rozpuszcza się w dostrzegalnym stopniu w wodzie (w 20°C 0,4 g, w 100°C około 1 g GeOi w 100 g wody). Roztwór ma odczyn kwaśny, co dowodzi, że następuje powstawanie kwasu germanowego, H2GeC>3 lub Ge(OH)/„ bardzo słabego o stałej dysocjacji rzędu 10—9. Kwas ten jest znany jedynie w roztworze wodnym, dotychczas bowiem nie udało się otrzymać określonego związku dwutlenku germanu z wodą. Znane są natomiast sole, germaniany, wywodzące się od Ge02 jako bezwodnika, np. Li4Ge04 (ortogermanian), Na2Ge03 (meta- germanian), Na2Ge20-, (dwugermanian), Na2Ge409 (czterogermanian). Z roztworów krystalizują one zwykle w postaci hydratów.

Pod względem analitycznym cyna należy do grupy siarkowodorowej, gdyż zarówno jony Sn2+, jak i Sni+ tworzą osad z siarkowodorem w roztworze kwaśnym. W obrąbie tej grupy siarczki cyny tworzą wraz z siarczkami arsenu, antymonu i niektórych rzadziej spotykanych pierwiastków podgrupę tzw, siarczków kwasowych, rozpuszczalnych w żółtym siarczku amonowym z utworzeniem tiosoli. Spośród siarczków tej podgrupy siarczki cyny stosunkowo najłatwiej rozpuszczają sią w kwasie solnym. Sole cynowe dają się odróżnić od cyna wy ch po barwie siarczku oraz po braku własności redukujących.

Również trydymit |3, oziębiony poniżej 870°C, bez takich mineralizatorów nie przechodzi od razu w kwarc P, lecz daje się oziębić znacznie poniżej tej temperatury, W 117°C następuje przemiana jego w trydymit a, należący do układu rombowego. Tę odmianę krzemionki, trwalszą w zwykłej temperaturze od trydymitu P, lecz nietrwałą względem kwarcu «, spotyka się w przyrodzie w zastygłej lawie niektórych wulkanów. Kryształy trydymitu a tworzą się też pod wpływem długotrwałego działania wysokiej temperatury w cegłach ogniotrwałych, którymi wyłożone są piece martenowskie.

Dwutlenek ołowiu odgrywa dużą rolę w tzw. akumulatorach ołowianych. Akumulatorami nazywa się rodzaj ogniw »galwanicznych, w których doprowadzona z zewnątrz energia elektryczna zostaje zamieniona na energię chemiczną, jednakże w ten sposób, iż może być pobrana z powrotem w postaci energii elektrycznej. Najczęściej stosowany akumulator ołowiany bezpośrednio po wyjściu z fabryki składa się z dwóch elektrod ołowianych, mających kształt grubych krat, których oka wypełnione są gąbczastym ołowiem. Jako elektrolit służy 25 — 30%-owy kwas siarkowy.